CN109576607A - 一种FeCoNi基软磁高熵合金及应用 - Google Patents

一种FeCoNi基软磁高熵合金及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种FeCoNi基软磁高熵合金及应用，该FeCoNi基软磁高熵合金的合金表达式为FeaCobNicSidXe，合金表达式中a、b、c、d、e和f分别表示各对应组分的原子百分比含量，且满足以下条件：a为25～35，b为25～35，c为25～35，d为4～8，e为2～8，a+b+c+d+e=100，合金表达式中X为Cr、Mn、Cu或Ga；该FeCoNi基软磁高熵合金应用于制备变压器铁芯、高频电感器、稳定电源开关、高温磁性材料器件；本发明FeCoNi基软磁高熵合金具有高的拉伸屈服强度、高的拉伸塑性、高的饱和磁感应强度、低矫顽力、高磁导率和优异的耐腐蚀性能且其成型性好、制备工艺条件宽松。

Description

一种FeCoNi基软磁高熵合金及应用
技术领域
本发明属于软磁高熵合金技术领域，具体涉及一种FeCoNi基软磁高熵合金及应用。
背景技术
长期以来，合金设计一直是冶金学家和材料科学工作者的研究热点。一直以来，合金的设计都是基于一个或两个基本元素，而其他少量的元素添加通常是为了提高某些合金的某些特性。众所周知，钢是以元素Fe为基础的，而Cr则是用来提高其耐腐蚀性能的，而硼的加入则提高了合金的力学性能。直到2004年，中国台湾叶均蔚教授突破了传统合金的设计理念，提出在设计合金成分时，不再局限于一种或两种主元素，而是包含多种合金元素，且每种合金元素的原子百分比相等或近似相等，设计出了至少5种元素且成分在5 at%~35at%之间的高熵合金(HEAs)。这种合金在随机互溶的状态下具有较高的混合熵，于是被命名为高熵合金。由于混合熵增大而引起了人们的广泛关注。因为它们具有高的混合熵效应、缓慢扩散和显著的晶格畸变等特点，所以其具有较高的强度和硬度、优异的耐蚀性和耐磨性以及良好的抗疲劳性能，被认为是一种很好的结构材料。它们具有高熵效应，通常在高熵合金中形成体心立方（BCC）或面心立方（FCC）等简单的固溶结构，而不是有序的金属间化合物。
高熵合金具有良好的性能，其具有较好的热稳定性、较高的硬度、抗疲劳能力较强，同时也具有优异的耐腐蚀性、耐磨性和可加工性。高熵合金的性能还包括超过大多数纯金属和合金的超高断裂韧性，与结构陶瓷和一些非晶合金相媲美的高强度、超导性等。高熵合金具有部分良好性能的原因如下：第一，具有高磁矩的几个铁磁性元素能够形成高熵合金；第二，高熵合金中的拓扑失真及化学随机性使得它的电阻率增大；第三，高熵合金所具有的简单晶体结构，如FCC等为其合理的延展性提供了几何基础。高熵合金的某些性能对于工业应用来讲是非常有吸引力的。以上所述的机械和电化学性能使得高熵合金有希望作为抗疲劳材料、耐腐蚀表面层以及耐磨材料。
另外，高熵合金也具有优异的磁性能。当前，人们对高熵合金的微观结构和力学性能的研究较多，而对于高熵合金的功能性能如磁饱和强度、磁热效应、电阻率等的研究较少。软磁材料在国民经济和日常生活中具有十分重要和非常广泛的应用，众所周知，软磁材料在电力生产和传输、电机、电磁屏蔽等许多电子系统中起着基础性的作用。软磁材料的总体特征是磁导率高、矫顽力小，饱和磁感应强度高，同时因为软磁材料在很多情况下用于交流电磁场，要求其损耗低，也就是电阻率要高。现有技术下，每种商用软磁材料都有其缺点，如软铁氧体的脆性大、磁饱和强度较低，硅钢生产过程复杂耗时，非晶带材存在退火脆性和尺寸限制，铁镍合金存在应力敏感性和低电阻率等。通过合理的成分设计及工艺优化，高熵合金可表现出非常高的电阻率，并具有高的饱和磁化强度和低的矫顽力，其在软磁方面具有很好的应用前景。但是，目前高熵合金的磁性能研究甚少，有关于此方面的文献也寥寥无几，对于如何进行磁性高熵合金方面的成分设计和性能优化还没有详细的研究。
近年来，随着电子整机向小型化、微型化发展，要求磁性器件如电感器和变压器向微型化、集成化发展。开关电源作为电力电子设备的主要电源输入设备，其安全性与可靠性十分重要。电路混合工作时会产生大量高频电磁干扰，不仅降低了电源质量，而且影响其他设备的正常工作。通常，要求用作高频电感器件的铁芯软磁材料具有较高的饱和磁感应强度和磁导率，以提高电感量，减小体积。过去国内外生产的高频电感器件通常使用带气隙的硅钢、铁氧体、坡莫合金和磁粉芯等，但随着电源大功率、高频化、低功耗的发展，这些材料已不能很好地满足高频电感器件的性能要求。本发明的新型FeCoNi基软磁高熵合金具有高频磁导率稳定、高频损耗较小的特点，弥补了其他软磁材料的不足，为磁性器件材料提供了一种的选择。
综上所述，通过合理的成分设计及工艺优化，寻求具有高频磁导率稳定、高频损耗较小、高的电阻率、高的饱和磁化强度和低的矫顽力的高熵合金有助于软磁材料行业的发展。
发明内容
本发明要解决传统的磁性材料力学性能和磁性能较差的问题，为了解决上述问题，本发明提供了一种FeCoNi基软磁高熵合金，它具有高的拉伸屈服强度，高的拉伸塑性、优良的软磁性能、高频条件下优异且稳定的磁导率、较高的饱和磁感应强度和较低的矫顽力，并且其成本低廉、制备工艺条件宽松。
本发明的目的是以下述方式实现的：
一种FeCoNi基软磁高熵合金，它的合金表达式为FeaCobNicSidXe，合金表达式中a、b、c、d和e分别表示各对应组分的原子百分比含量，且满足以下条件：a为25～35，b为25～35，c为25～35，d为4～8，e为2～8，a+b+c+d+e =100。
如上所述的FeCoNi基软磁高熵合金，其合金表达式中X为Cr、Mn、Cu或Ga。
如上所述的FeCoNi基软磁高熵合金，其合金表达式中a为26～33，b为26～33，c为26～33，d为5～7，e为3～6，a+b+c+d+e =100。
如上所述的FeCoNi基软磁高熵合金，其合金表达式中a为28～31，b为28～31，c为28～31，d为5～6.5，e为4～6，a+b+c+d+e =100。
如上所述的FeCoNi基软磁高熵合金，其合金表达式中a为29.42，b为29.41，c为29.41，d为5.88，e为5.88。
如上所述的FeCoNi基软磁高熵合金，其应用于制备变压器铁芯、高频电感器、稳定电源开关或磁性材料器件。
本发明FeCoNi基软磁高熵合金中各个元素的原子百分比含量均在5～35 (at%)范围内，保证了其满足叶均蔚教授提出的“多组元高熵合金”崭新的设计理念。
Si与Fe元素有较大的原子半径差异，符合井上名久提出的三条经验规律中具有大原子半径差的要求。Si的适量添加也会阻碍电子在高熵合金中的运动，提高合金的电阻率，起到降低涡流损耗的作用，其中本发明中Si的优选范围为5～7(at%)。
合金中Co元素的加入有利于提高高熵合金的磁导率、降低其矫顽力和能量损耗，同时Co元素的磁致伸缩较低。
合金中Ni元素的加入使合金电阻率降低，合金的一级晶化温度提高，同时降低了矫顽力、提高了磁饱和强度。
与现有同类技术相比，本发明显著的优势体现在：
1. 本发明成分中含有对提高软磁高熵合金综合性能有利的多个元素Fe、Co、Ni、Si等；
2. 本发明合金成分有Si类金属元素，并且含量配比合理、有利于提高带材形成能力，带材成型性较好，其综合软磁性能较好；
3. 本发明合金成分中含有Ni、Co等金属元素，相比于目前商用的硅钢，其耐蚀性有大幅度的提升；
4. 本发明合金成分具有高熵合金成分特点，有利于为传统高熵合金的功能应用提供理论性和实验性的指导；
5. 本发明合金成分的优异软磁性能的获得只需去应力退火处理即可，无须复杂苛刻的退火工艺处理，流程短，符合工业化生产要求；
6. 本发明合金成分去应力退火处理后带材仍然具有良好的塑性和屈服强度，而目前用在高频器件上的非晶纳米晶带材去应力退火之后带材脆性较大，另外，本发明中的合金制成的铁芯的叠片系数相比于非晶纳米晶带材较高，本发明可应用于受应力的工作环境中；
7. 本发明合金为单一的固溶体结构，相比于目前用在高频器件上的非晶纳米晶带材其处于稳态，退火条件宽松，可以应用于高温的工作环境中不会出现相转变而影响其软磁性能。
综上所述，本发明FeCoNi基软磁高熵合金具有高的拉伸屈服强度、高的拉伸塑性、高的饱和磁感应强度、低矫顽力、高磁导率和优异的耐腐蚀性能且其成型性好、制备工艺条件宽松。
附图说明
图1为实施例1～4中 FeCoNi基软磁高熵合金的XRD图；图中横坐标为扫描角度，纵坐标为强度；
图2为实施例1～4中 FeCoNi基软磁高熵合金的VSM图；图中横坐标为磁场强度，纵坐标为磁化强度；
图3为实施例1～4中FeCoNi基软磁高熵合金的不同外加磁场下的矫顽力图；图中横坐标为磁场强度，纵坐标为磁化强度；
图4为实施例1～4中FeCoNi基软磁高熵合金的在不同外加频率下的磁导率图；图中横坐标为频率，纵坐标为有效磁导率；
图5为实施例1～4中FeCoNi基软磁高熵合金的应力应变曲线图；图中横坐标为真应变，纵坐标为真应力。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整、详细地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明众多实施例中的一部分，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下，对本发明作出的任何变形的技术方案，都在本发明的保护范围之内。
实施例1
一种FeCoNi基软磁高熵合金Fe29.42Co29.41Ni29.41Si5.88Cr5.88（at%），作为更详细的示例，它的制备方法包括如下步骤：
（1）配料：选取纯度为99.9wt%的Fe、纯度为99.99wt%的Co、纯度为99.99wt%的Ni、纯度为99.99wt%的Si和纯度为99.99wt%的Cr，按照上述合金表达式进行配料；在称取原材料之前，把原材料上面的氧化膜等用砂纸或砂轮机打磨去除，后将Fe、Co、Ni等原材料放入盛有无水乙醇的烧杯中，进行超声波清洗250S，然后用吹风机将其完全干燥；
（2）熔炼母合金：将配制好的母合金成分放入非自耗真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚里，密度大且熔点高的合金元素放在上面，首先利用机械泵将炉腔的真空度抽至4×10-1 Pa，后关闭机械泵阀门，使用扩散泵将炉腔的真空度抽至4×10-3 Pa以下，然后将扩散泵阀门关闭，充入0.05 MPa的纯度为99.999%的氩气，作为保护气体；打开电源系统的开关，利用钨电极与铜柱相接触来引燃电弧，并开始熔炼；在熔炼母合金原料之前，需要先熔炼钛合金锭，这是因为在熔炼时的高温条件下，钛合金可以吸附炉腔内残留的空气，进一步提高熔炼炉腔体内的真空度；熔炼时，每熔炼一次，待合金完全凝固后，利用手动悬臂的翻转勺将其翻转过来，并反复熔炼 6 次保证母合金铸锭的成分均匀；
（3）带材制备：将熔炼好的母合金切开后，取6 g放入底部开有圆孔且孔的直径为0.6mm的石英管中，然后放置在快淬设备真空腔里的感应线圈中并固定在铜轮上方0.8mm高度处，采用机械泵和扩散泵抽真空至5.0×10-3Pa后充入0.05MPa的纯度为99.999%的氩气，然后开启通有冷却循环水的铜轮和感应加热电源，在高纯氩气的保护下并采用高频感应加热的方式使石英管中的母合金熔化均匀，然后在石英管内外压差为0.05 MPa下把熔融均匀的母合金喷射到高速旋转的铜轮上，制备出实验所用的软磁高熵合金薄带。
实施例2
一种FeCoNi基软磁高熵合金Fe29.42Co29.41Ni29.41Si5.88Mn5.88（at%），作为更详细的示例，它的制备方法包括如下步骤：
（1）配料：选取纯度为99.9wt%的Fe、纯度为99.99wt%的Co、纯度为99.99wt%的Ni、纯度为99.99wt%的Si和纯度为99.99wt%的Mn，按照上述合金表达式进行配料；在称取原材料之前，把原材料上面的氧化膜等用砂纸或砂轮机打磨去除，后将Fe、Co、Ni等原材料放入盛有无水乙醇的烧杯中，进行超声波清洗250S，然后用吹风机将其完全干燥；
（2）熔炼母合金：将配制好的母合金成分放入非自耗真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚里，密度大且熔点高的合金元素放在上面，首先利用机械泵将炉腔的真空度抽至4×10-1 Pa，后关闭机械泵阀门，使用扩散泵将炉腔的真空度抽至3×10-3 Pa以下，然后将扩散泵阀门关闭，充入0.04 MPa的纯度为99.999%的氩气，作为保护气体；打开电源系统的开关，利用钨电极与铜柱相接触来引燃电弧，并开始熔炼；在熔炼母合金原料之前，需要先熔炼钛合金锭，这是因为在熔炼时的高温条件下，钛合金可以吸附炉腔内残留的空气，进一步提高熔炼炉腔体内的真空度；熔炼时，每熔炼一次，待合金完全凝固后，利用手动悬臂的翻转勺将其翻转过来，并反复熔炼 6 次保证母合金铸锭的成分均匀；
（3）带材制备：将熔炼好的母合金切开后，取7g放入底部开有圆孔且孔的直径为0.6 mm的石英管中，然后放置在快淬设备真空腔里的感应线圈中并固定在铜轮上方0.8mm高度处，采用机械泵和扩散泵抽真空至5.0×10-3Pa后充入0.05MPa的纯度为99.999%的氩气，然后开启通有冷却循环水的铜轮和感应加热电源，在高纯氩气的保护下并采用高频感应加热的方式使石英管中的母合金熔化均匀，然后在石英管内外压差为0.05 MPa下把熔融均匀的母合金喷射到高速旋转的铜轮上，制备出实验所用的软磁高熵合金薄带。
实施例3
一种FeCoNi基软磁高熵合金Fe29.42Co29.41Ni29.41Si5.88Cu5.88（at%），作为更详细的示例，它的制备方法包括如下步骤：
（1）配料：选取纯度为99.9wt%的Fe、纯度为99.99wt%的Co、纯度为99.99wt%的Ni、纯度为99.99wt%的Si和纯度为99.99wt%的Cu，按照上述合金表达式进行配料；在称取原材料之前，把原材料上面的氧化膜等用砂纸或砂轮机打磨去除，后将Fe、Co、Ni等原材料放入盛有无水乙醇的烧杯中，进行超声波清洗250S，然后用吹风机将其完全干燥；
（2）熔炼母合金：将配制好的母合金成分放入非自耗真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚里，密度大且熔点高的合金元素放在上面，首先利用机械泵将炉腔的真空度抽至4×10-1 Pa，后关闭机械泵阀门，使用扩散泵将炉腔的真空度抽至3×10-3 Pa以下，然后将扩散泵阀门关闭，充入0.06 MPa的纯度为99.999%的氩气，作为保护气体；打开电源系统的开关，利用钨电极与铜柱相接触来引燃电弧，并开始熔炼；在熔炼母合金原料之前，需要先熔炼钛合金锭，这是因为在熔炼时的高温条件下，钛合金可以吸附炉腔内残留的空气，进一步提高熔炼炉腔体内的真空度；熔炼时，每熔炼一次，待合金完全凝固后，利用手动悬臂的翻转勺将其翻转过来，并反复熔炼 6 次保证母合金铸锭的成分均匀；
（3）带材制备：将熔炼好的母合金切开后，取6 g放入底部开有圆孔且孔的直径为0.6mm的石英管中，然后放置在快淬设备真空腔里的感应线圈中并固定在铜轮上方0.8mm高度处，采用机械泵和扩散泵抽真空至5.0×10-3Pa后充入0.05MPa的纯度为99.999%的氩气，然后开启通有冷却循环水的铜轮和感应加热电源，在高纯氩气的保护下并采用高频感应加热的方式使石英管中的母合金熔化均匀，然后在石英管内外压差为0.05 MPa下把熔融均匀的母合金喷射到高速旋转的铜轮上，制备出实验所用的软磁高熵合金薄带。
实施例4
一种FeCoNi基软磁高熵合金Fe29.42Co29.41Ni29.41Si5.88Ga5.88（at%），作为更详细的示例，它的制备方法包括如下步骤：
（1）配料：选取纯度为99.9wt%的Fe、纯度为99.99wt%的Co、纯度为99.99wt%的Ni、纯度为99.99wt%的Si和纯度为99.99wt%的Ga，按照上述合金表达式进行配料；在称取原材料之前，把原材料上面的氧化膜等用砂纸或砂轮机打磨去除，后将Fe、Co、Ni等原材料放入盛有无水乙醇的烧杯中，进行超声波清洗250S，然后用吹风机将其完全干燥；
（2）熔炼母合金：将配制好的母合金成分放入非自耗真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚里，密度大且熔点高的合金元素放在上面，首先利用机械泵将炉腔的真空度抽至4×10-1 Pa，后关闭机械泵阀门，使用扩散泵将炉腔的真空度抽至3×10-3 Pa以下，然后将扩散泵阀门关闭，充入0.05 MPa的纯度为99.999%的氩气，作为保护气体；打开电源系统的开关，利用钨电极与铜柱相接触来引燃电弧，并开始熔炼；在熔炼母合金原料之前，需要先熔炼钛合金锭，这是因为在熔炼时的高温条件下，钛合金可以吸附炉腔内残留的空气，进一步提高熔炼炉腔体内的真空度；熔炼时，每熔炼一次，待合金完全凝固后，利用手动悬臂的翻转勺将其翻转过来，并反复熔炼 6 次保证母合金铸锭的成分均匀；
（3）带材制备：将熔炼好的母合金切开后，取7 g放入底部开有圆孔且孔的直径为0.6mm的石英管中，然后放置在快淬设备真空腔里的感应线圈中并固定在铜轮上方0.8mm高度处，采用机械泵和扩散泵抽真空至5.0×10-3Pa后充入0.05MPa的纯度为99.999%的氩气，然后开启通有冷却循环水的铜轮和感应加热电源，在高纯氩气的保护下并采用高频感应加热的方式使石英管中的母合金熔化均匀，然后在石英管内外压差为0.05 MPa下把熔融均匀的母合金喷射到高速旋转的铜轮上，制备出实验所用的软磁高熵合金薄带。
稳定的高频磁导率的FeCoNi基软磁高熵合金薄带的性能测试与分析：
将上述实施例1～4中的FeCoNi基软磁合金薄带分别粘贴在平整、无污染的载玻片上，放入XRD测试设备中进行测试。XRD测试所使用的仪器型号为UltimaⅣ，采用Cu钯和Kɑ射线，扫描范围为30 °到80°，扫描速度为8°/min。上述XRD测试可得恒磁导率的FeCoNi基软磁高熵合金的XRD曲线，其XRD曲线见图1。由图1可见，上述实施例中FeCoNi基合金均为单一的面心立方固溶体结构，这表明了该稳定的高频磁导率的FeCoNi基软磁高熵合金具有稳定的晶格参数。
将实施例1～4中制备的FeCoNi基软磁高熵合金装入石英管中，并进行抽真空，待真空度为2.0×10-3Pa时进行封管处理，后在箱式炉中进行去应力退火，退火温度为低于其晶化温度150℃，保温时间为10min。去应力退火完成后使用型号为7410的振动样品磁强计(VSM)测定退火试样的饱和磁感应强度Bs。图2为实施例1～4中FeCoNi基软磁高熵合金的VSM曲线图，由图2可见，实施例1～4中FeCoNi基软磁高熵合金的饱和磁感应强度Bs为98.3~127.3emu/g，其磁饱和明显优于目前国内外文献中已经报道的磁性材料的磁饱和强度，磁饱和较高可提高铁芯的工作点，减少绕组匝数，节约用铜或用铝量，减小产品体积、降低成本。用型号为4294A的阻抗分析仪测量去应力退火后的试样在不同频率的外加激励磁场下的有效磁导率μe，图4为实施例1～4中FeCoNi基软磁高熵合金在0~1MHz频率下的磁导率图，由图4可见，上述实施例中FeCoNi基软磁高熵合金磁导率的最高值达888.6，其磁导率非常高，此外添加Co元素的合金其磁导率在1~101kHz频率下保持恒定，且其在高频率下仍然具有良好的磁性能。本发明Co元素的添加提高了FeCoNi基软磁高熵合金磁导率的高频稳定性。使用型号为BHS-40的直流磁滞回线测量仪测定退火试样的矫顽力Hc，图3为实施例1～4中FeCoNi基软磁高熵合金的矫顽力图，由图3可见，上述实施例中FeCoNi基软磁高熵合金的矫顽力最低仅为94.8A·m-1，其矫顽力较低，矫顽力越低磁滞回线越狭长，其包围的面积越小，磁滞损耗越小。
实施例1～4中FeCoNi基软磁高熵合金的综合磁性能如下表1所示。由表1可知，本发明FeCoNi基软磁高熵合金的综合磁性能优异。
表1 FeCoNi基软磁高熵合金的综合磁性能
本发明FeCoNi基软磁高熵合金，通过查阅文献知其是已知的软磁高熵合金材料中综合磁性能最为优良的，特别是其高频磁导率非常稳定。目前国内外研究软磁高熵合金磁性能方面较少，本发明极大的丰富了软磁高熵合金的报道，为软磁高熵合金的进一步研究与应用提供了理论性和实验性的指导，也为传统工业的升级及高科技产业的发展提供了更为丰富的材料选择空间。
另外，本发明FeCoNi基软磁高熵合金材料的制备工艺简单，其采用非自耗真空电弧炉熔炼，再通过熔体快淬法制备条带试样，实现了软磁高熵合金条带的制备。制备的合金条带表面平整光滑、无孔洞裂纹等缺陷，并且还具有良好的韧性。它采用常见的轻金属和较为简便的凝固条件而制备软磁高熵合金，非常符合现代技术的要求，更加适合推广应用。
综上所述，该FeCoNi基软磁高熵合金具有高的饱和磁感应强度Bs、优异的高频稳定性、低的矫顽力Hc、低的铁芯损耗和良好的叠片系数等，其综合软磁性能明显优于目前国内外文献已经报道的其他磁性材料，其矫顽力是目前已经报道的高熵合金中最低的，且成本较低，制备工艺简单。
对比例1
张勇等人在其文章《High-entropy Alloys with High SaturationMagnetization,Electrical Resistivity, and Malleability》中描述了FeCoNi(AlSi)x（x=0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.8）（at%）软磁高熵合金；其采用电弧熔炼法在水冷铜坩埚中熔炼配制完成的纯金属，并通入高纯氩气进行保护，以摩尔比计分别表示为A0、A1、A2、A3、A4、A5和A8，其成分对应为FeCoNi(AlSi)x (x=0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5和0.8)；为了保证合金成分的均匀，对合金进行了四次重熔，并随炉冷却进行平衡凝固，其不同组分的磁饱和强度范围为95~131emu/g，但是其矫顽力最低为1400A/m，远远高于本发明FeCoNi基软磁高熵合金的矫顽力。
对比例2
Yih-Farn Kao等人在其文章《Electrical, magnetic, and Hall properties ofAl1.25CoCrFeNi high-entropy alloys》中描述了Al1.25CoCrFeNi（at%）软磁高熵合金；其采用非自耗真空电弧熔炼炉的水冷铜坩埚熔炼40~50 g纯度大于99.5%的Al、Co、Cr、Fe、Ni纯金属，制备出AlxCoCrFeNi合金；合金重熔后，将其翻转，并至少熔炼三次，以确保合金成分完全均匀；铸态合金以20℃/min的升温速率加热至1100℃，并在此温度下保温24 h，进行均匀化退火；其磁饱和强度为43.05 emu/g、其矫顽力最低为1416 A/m，该软磁高熵合金不仅磁饱和强度远远低于本发明FeCoNi基软磁高熵合金的磁饱和强度，而且其矫顽力远高于本发明FeCoNi基软磁高熵合金的矫顽力，其综合磁性能较本发明FeCoNi基软磁高熵合金的综合磁性能差。
对比例3
C.T. Liu等人在其文章《Composition dependence of structure, physical andmechanical properties of FeCoNi(MnAl)x high entropy alloys》中描述了FeCoNi(MnAl)x（0≤x≤2）（at%）软磁高熵合金，其使用高纯原料，采用真空电弧熔炼法在水冷铜坩埚中制备了成分为FeCoNi(x=0)、FeCoNiMn0.25Al0.25(x=0.5)、FeCoNiMn0.5Al0.5(x=1)、FeCoNiMn0.75Al0.75(x=1.5)和FeCoNiMnAl(x=2)的FeCoNi(MnAl)x(0≤x≤2)合金；另外，在熔融过程中多加入2%的Mn，以平衡其蒸发损失，合金重熔后，将其翻转，并至少重复熔炼五次，以确保合金成分完全均匀，然后将其吸铸至规格为3mm×12 mm×80 mm的铜模中。
表2 FeCoNi(MnAl)x(0≤x≤2)合金的综合磁性能
FeCoNi(MnAl)x(0≤x≤2)合金的综合磁性能如表2所示。通常情况下，磁性能优良的软磁材料同时具有高的磁饱和强度和低的矫顽力。由表1和表2的对比知，本发明提供的FeCoNi基软磁高熵合金的综合磁性能优于FeCoNi(MnAl)x(0≤x≤2)合金的综合磁性能。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种FeCoNi基软磁高熵合金，其特征在于，它的合金表达式为FeaCobNicSidXe，合金表达式中a、b、c、d和e分别表示各对应组分的原子百分比含量，且满足以下条件：a为25～35，b为25～35，c为25～35，d为4～8，e为2～8，a+b+c+d+e =100。
2.根据权利要求1所述的FeCoNi基软磁高熵合金，其特征在于，所述合金表达式中X为Cr、Mn、Cu或Ga。
3.根据权利要求1所述的FeCoNi基软磁高熵合金，其特征在于，所述合金表达式中a为26～33，b为26～33，c为26～33，d为5～7，e为3～6，a+b+c+d+e =100。
4.根据权利要求1所述的FeCoNi基软磁高熵合金，其特征在于，所述合金表达式中a为28～31，b为28～31，c为28～31，d为5～6.5，e为4～6，a+b+c+d+e =100。
5.根据权利要求1所述的FeCoNi基软磁高熵合金，其特征在于，所述合金表达式中a为29.42，b为29.41，c为29.41，d为5.88，e为5.88。
6.根据权利要求1所述的FeCoNi基软磁高熵合金应用于制备变压器铁芯、高频电感器、稳定电源开关或磁性材料器件。
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